Wie Sie vielleicht bereits wissen, dienen Lager im Maschinenbau zur Bewegungs- und Kraftübertragung und sind aus der heutigen Welt der Technik nicht mehr wegzudenken. So finden sich unter anderem verschiedene Lager in Rädern und Rollen wieder. Bei Lagern wird dabei nicht nur zwischen den erwünschten Freiheitsgraden des Führungselements, sondern auch dem grundsätzlichen Wirkungsprinzip unterschieden. In unserem Blogbeitrag erklären wir, was ein Wälzlager ist, wie es funktioniert und welche Wälzlager-Arten in welchen Situationen angewendet werden können.
Die Vielfalt der Lager
Was wären Maschinen ohne Lager? Die einfache, aber essenzielle Wirkungsweise von Lagern ermöglicht es, bewegliche Teile von Maschinen und mechanischen Systemen mit geringer Reibung zu konstruieren. Die Anwendung reicht von Pumpen bis hin zu Getrieben, Motoren und Rollen.
Verschiedene Arten von Lagern ermöglichen beziehungsweise verhindern zudem bestimmte Bewegungsdimensionen und kommen dadurch in unterschiedlichen Anwendungen zum Einsatz. Bis auf Linearlager deuten die unterschiedlichen Lagernamen bezogen auf den Freiheitsgrad auf die zu unterbindenden Freiheiten hin. So unterbinden Axiallager etwa axiale Bewegungen, während Radiallager zwei Freiheiten in radialer Richtung verhindern.
Neben dieser Klassifizierung können Lager außerdem in Gleit- und Wälzlager unterteilt werden. In Gleitlagern haben die sich bewegenden Bauteile direkten Kontakt zueinander. Das verursacht eine Gleitreibung und damit einen Widerstand, der durch Schmierstoffe, andere Flüssigkeiten oder reibungsarme Werkstoffe gering gehalten werden muss. Lesen Sie gerne unseren Blogbeitrag über die Verwendung von Gleitlagern, wenn Sie mehr über die Vor- und Nachteile von Gleitlagern erfahren möchten.
Im Gegensatz dazu stehen Wälzlager, bei denen der Widerstand durch rollende Kugeln verringert wird. Tendenziell führen Wälzlager dadurch zu weniger Materialverschleiß und einem erleichterten Bewegungsablauf. Diese Eigenschaften machen sie essenziell bei der Abstützung höherer Lasten. Abseits von Gleit- und Wälzlagern gibt es auch Magnetlager, welche den Oberflächenkontakt durch Magnetismus verhindern.
Geschichte und Aufbau eines Wälzlagers
Während die Geschichte des eher simplen Gleitlagers, welches zum Beispiel in den Felgen von Doppelrollen zum Einsatz kommt, aller Wahrscheinlichkeit nach bis zu den antiken Ägyptern und dem Bau der Pyramiden zurückreicht, wurden Wälzlager auch bereits im Römischen Reich wenige Jahrzehnte nach Christus genutzt. Ihren großen Durchbruch hatten Wälzlager aber erst mit Leonardo Da Vinci, der die grundsätzlichen Komponenten und die Funktion von Wälzlagern festhielt und damit den Weg für die industrielle Revolution ebnete.
Im Allgemeinen bestehen Wälzlager aus einem Innenring, einem Außenring und den Wälzkörpern, die sich im sogenannten Käfig befinden. Die Arten von Wälzlagern ergeben sich aus den unterschiedlichen Wälzkörpern zwischen den gegeneinander beweglichen Komponenten.
Wälzlager – Arten und Anwendungen
Eine oft benutzte Art von Wälzlager ist das Kugellager. Diese sind zwar weniger belastbar als andere Wälzlager, dafür ist eine schnelle Drehung möglich. Kugellager kommen bei verschiedenen Maschinen, aber auch zum Beispiel bei Skateboards zum Einsatz. Sie lassen sich präziser in Rillenkugellager, Schrägkugellager, Pendelkugellager und Axial-Rillenkugellager mit verschiedenen Freiheitsgraden unterscheiden.
Im Gegensatz dazu steht das Rollenlager. Bei einem Rollenlager sind die Wälzkörper zylindrisch oder kegelförmig, was zu einer höheren Belastbarkeit im Gegensatz zum Kugellager führt. Angewendet werden Rollenlager unter anderem in den Blue Wheels, welche durch ihre hohe Belastbarkeit und geräuscharme Bauweise sehr beliebt in der Event- und Musikbranche sind. Eine besondere Form des Zylinderrollenlagers bildet das Nadellager. Wie der Name schon vermuten lässt, haben Nadellager sehr dünne und lange Walzkörper, welche noch höheren Belastungen standhalten können.
Auch wenn Wälzlager generell weniger Reibung als Gleitlager erzeugen, kann durch die Schmierung von Wälzlagern die Effizienz und Haltbarkeit entschieden verbessert werden.
Insgesamt kommt die Wahl des geeigneten Wälzlagers auf die konkrete Applikation und den damit verbundenen Anforderungen an Freiheitsgrad und Belastbarkeit an. Eine Sache ist jedoch sicher: Für jedes Tragwerk gibt es geeignete Gleit- und Wälzlager-Arten.
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